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题名基于可控微气泡的声涡流颗粒轨迹变化研究
被引量：3
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作者
朱童
刘吉晓
周一笛
郭士杰
李铁军
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机构
河北工业大学机械工程学院
河北工业大学河北省机器人感知与人机融合重点实验室
河北工业大学电工装备可靠性与智能化国家重点实验室
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出处
《液压与气动》
北大核心
2020年第8期56-61,共6页
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基金
国家自然科学基金(51605136)
河北省自然科学基金(E2017202248)。
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文摘
超声波与液体中微尺度气泡相耦合时,会产生独特且复杂的声流动(Acoustic Streaming)现象,已被广泛的应用于医疗、生命科学、军事等领域。然而,在气泡声流控(Bubble Acoustic)应用以及研究中,对微尺度气泡形态和尺寸难以形成有效控制,使得该项技术的可重复性和应用范围受到限制。针对此问题,引入了可控微尺度气泡的概念,利用聚二甲基硅氧烷材料的透气斥水特性,可实现对微尺度气泡生成及其形态变化的有效控制。在此基础上对声流动涡流中颗粒的受力状态进行了理论分析,并通过改变对比实验的核心参数,探究声流动引起的涡流中颗粒运动轨迹与气泡尺寸、颗粒尺寸之间的关系。研究结果表明,通过调节气泡尺寸可实现稳定、线性的声场涡流控制。可控微尺度气泡的引入提高了声流动现象的可重复性,并拓宽了气泡声流控技术的应用范围,对建立自动化、智能化、柔性化的快速细胞分选系统以及疾病快速检测系统具有重要意义。
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关键词
声流控
可控微尺度气泡
颗粒轨迹
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Keywords
acoustofluidics
controllable micro-bubble
particle trajectory
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分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于柔性可控气液界面的微尺度执行器
被引量：1
- 2
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作者
严珺嘉
刘吉晓
周一笛
郭士杰
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机构
河北工业大学机械工程学院
河北工业大学河北省机器人感知与人机融合重点实验室
河北工业大学电工装备可靠性与智能化国家重点实验室
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出处
《液压与气动》
北大核心
2021年第5期164-169,共6页
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文摘
为了在微尺度范围内实现对目标对象进行柔性施力、推拉等一系列微纳操作,提出一种通过生成控制单个微尺度气泡直接与目标对象进行微纳操作的方法。当用气泡作为执行器对目标对象施力时,由于气体的可压缩性,气泡会被挤压变形,实现了柔性施力的过程。首先通过毛细管连接气泵的方式在液体环境下生成单个微尺度气泡,并定性分析气压法生成控制气泡变化的过程;随后,为了验证气泡可以作为执行器对研究对象进行施力,实验以一个微型悬臂梁作为参照物,气泡作为执行器对悬臂梁的末端施力,通过悬臂梁的形变来估算气泡的施力值。对实验数据进行分析,得出气泡作为执行器特性以及气泡的形变与其输出力之间的线性关系。
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关键词
微纳操作
微尺度气泡
柔性执行器
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Keywords
micro-manipulation
a micro-scale bubble
flexible actuators
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分类号
TH138
[机械工程—机械制造及自动化]
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